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摘 要：为消除带钢表面乳化液斑，提高冷轧带钢表面质量，莱钢银山型钢冷轧薄板对乳化液吹扫系统进行综合改造。通过对防缠导板、板面吹扫系统、乳化液喷射系统、电控设计四个方面进行优化设计改造，有效解决了原乳化液吹扫系统所带来的带钢表面质量问题。
关键词：防缠导板；板面吹扫系统；乳化液喷射系统；电控设计
1概述
冷轧带钢在轧制过程中，乳化液作为轧制润滑和冷却的介质在轧钢过程中起着非常重要的作用。同时在轧制过程中乳化液能否从带钢板面充分吹扫干净对轧后板面质量影响非常大。目前冷轧生产线可逆轧机面临的最大问题就是轧后板面乳化液不能有效吹扫干净，造成乳化液斑迹缺陷（根据严重程度从褐色到黑色），俗称“油烧”斑迹。
乳化液斑迹实际上是乳化液在较高的温度下（一般80度以上）与板面发生化学反应的结果，乳化斑迹在脱脂段无法清洗掉。而且在罩式退火阶段，乳化液斑迹也很难被去除。所以目前乳化液斑迹是困扰冷轧生产线提高产品质量的一个重要缺陷，尤其是罩退投产后，对以生产退火板为主的工艺来说，板面乳化液斑迹缺陷将是制约产品质量提高的一大瓶颈。
2吹扫现状分析及存在问题
⑴吹扫系统无法将带钢表面的乳化液彻底吹净
目前的乳化液吹扫系统设计比较简单，由一对乳化液挡辊、空气吹扫梁以及安装在吹扫梁上的空气喷嘴组成。首先，由挡辊封住带钢从机架中带出的大部分乳化液，然后通过空气吹扫板面残留的部分乳化液。在实际生产中，乳化液一旦聚集在板面上，通过吹扫很难完全从板面上去除，只是在带钢表面沿吹扫方向将乳化液“摊平”：在钢板板面乳化液较多时候，不能有效去除板面的乳化液；而乳化液较少的时候，通过吹扫的作用在板面上会形成明显的吹扫斑纹。
⑵挡辊的封堵效果不佳
乳化液挡辊对于轧制较厚的产品时对乳化液的封堵效果较好，但当轧制薄规格产品时由于板型不易控制，当出现中浪、1/4浪或边浪时，挡辊不能充分贴住带钢表面，会有乳化液连续或不连续地从挡辊缝隙中带出而夹带到钢带板面，乳化液的封堵效果不佳。并且挡辊有时和高速运动的带钢不能同步旋转，划伤带钢表面造成表面缺陷。
⑶防缠导板故障率高无法正常投入使用
由于冷轧生产对辊面光洁度要求高，一旦出现划痕将直接影响到带材表面的光洁度，因此工作辊的更换比较频繁。换辊时需要将防缠导板移出，换辊结束后再将防缠导板移回。当出现带钢断带、跑偏、堆钢后极易造成防缠导板的脱落、漏油和变形，轻者造成机构的无法动作影响换辊，重者造成工作辊划伤，甚至无法穿带。由于该机构处于内部，检修人员无法进入，维修耗时长，严重影响生产效率。
3改造方案
轧机在生产过程中出现的斑迹主要是由于目前的带钢表面吹扫系统存在较大的设计缺陷引起，为了从根本上解决目前乳化液夹带造成的板面质量问题，需要对目前板面吹扫系统、乳化液喷射系统以及断带防缠与保护系统进行综合改造。
3.1防缠导板
在轧机工作辊出口侧轧制线的上方和下方分别安装防缠导板，其作用一是用于穿带时引导带头，二是断带时防止带钢缠住工作辊，三是保护乳化液喷射系统和空气吹扫系统的喷梁和喷嘴。其工作模式为：奇数道次轧制运行时，出口侧防缠导板与工作辊之间保持一定的距离，入口侧喷射梁进行乳化液冷却喷射，防缠板组进入机架防护位置并带动吹扫装置一并进入辊区工作。偶道次轧制运行时，防缠导板移出并保持一定的距离，为工作辊乳化液喷梁留出喷射空间，同时起到保护乳化液喷梁和喷嘴的作用。
防缠导板的移进和移出是通过液压控制来实现。防缠导板移出通过限位来检测，在移出的限位被激活后，表明防缠导板已退出，液压控制中断，电磁阀失电；防缠导板移进时的位置通过机械位置来调整，在防缠导板安装后根据实际最大辊径来确定导板移进的最大机械行程和位置，此时，液压控制并不中断，电磁阀始终保持移进方向的得电工作状态。轧机更换工作辊/中间辊/支承辊之前，防缠导板移出，使辊系进出时有必需的工作空间。
3.2板面吹扫系统
针对轧机吹扫的实际情况，对轧机吹扫系统进行全面改造，在机架内增设集防缠导板于一体的吹扫机构和抽吸装置，上防缠导板单侧布置二排吹扫装置、下防缠板采用抵近式抽吸装置设计，有效封闭来自于中间辊、支撑辊冷却带出的乳化液溅落到轧制后的带钢表面，如图1所示。
（1）上防缠导板
A.采用底部封闭式设计（目前的防缠导板由于机架内乳化液喷射系统的布局及换辊轨道的布置原因，底部设计成镂空的）。
B．上防缠导板的边沿增加乳化液收集导流槽，保证溅落到防缠导板上的乳化液顺导槽流到机架的两侧，而不流到带钢表面。
C．在防缠导板工作状态，防缠导板与工作辊之间留有一必要的间隙，为防止乳化液从该间隙落到板面上，在防缠导板上设计特殊的气刀，同时通过轧辊的旋转作用，在该间隙区域形成低压真空区，进一步隔离乳化液往板面滴落。
（2）第一排吹扫
在上防缠导板的上方安装第一排吹扫，吹扫工作辊和中间辊的辊缝区，利用吹扫的气流收集从所有辊身带出的乳化液，收集的乳化液被气流带到防缠导板的收集槽内，乳化液从收集槽流到机架的两侧，避免流到板面上。
（3）第二排吹扫
在上防缠导板的内下方安装第二排吹扫，主要干燥带钢表面，吹净带钢表面残余的乳化液。在带钢出辊缝区很短的距离内，乳化液在板面上还没有时间和空间形成条状时，迅速将板面的乳化液吹离板面，干燥带钢表面。第二排吹扫与上防缠导板同时动作，在断带等异常情况下，防缠导板起到保护吹嘴的作用。
（4）下防缠板
安装在板带下方，采用贴近的抽吸装置用于抽吸板带下表面的乳化液。抽吸装置采用小体积流量的压缩空气产生高速、大体积的低压气流。体外供给的压缩空气进入一个环形的气室，压缩空气被环形气缝节流后，沿抽吸环形腔的周围产生高速的气流，该高速气流引起一个压力差，从而带动周围大量的空气通过真空抽吸装置实现去和带钢下表面乳化液的作用。抽吸装置与下防缠导板同时动作，并贴近带钢下表面，在断带等异常情况下，防缠导板起到保护抽吸器的作用。
（5）上表面附加防溢吹扫系统
目前，在轧制换向阶段，积累在带钢上表面的乳化液非常容易卷到钢卷中，造成头尾比较严重的乳化液斑迹。为了有效消除换向过程中造成的夹带，在轧机的双侧增加防溢吹扫机构。
（6）气源及喷嘴选择
①出入口防溢吹扫喷梁:单侧采用复合双排形式，根据最大板面的宽度1500mm，单排布置15个209型喷嘴，双排三段合计30个，以每段双排10各喷嘴的布局耗气量约114Nm3/h，该喷梁耗气量约为342Nm3/h，则出入口喷梁耗气总量为684Nm3/h。
②出口辊缝区域吹扫：安装710型喷嘴双件组合，单件耗气量约为216Nm3/h，双件组合耗气量约为432Nm3/h。
③上防缠导板吹扫：上防缠导板上布置有上表面次边部吹扫、边部吹扫以及辊面气刀吹扫三部分。次边部吹扫安装710型喷嘴双件组合，耗气量约为432Nm3/h；安装在上板顶端贴近辊面的辊面气刀耗气量约为400Nm3/h；边部吹扫安装710型喷嘴双件组合，总耗气量约为432Nm3/h。
④空气抽吸器：安装在下板近前端贴近带钢下表面的空气抽吸器，共16套，单套耗气量约为19.3Nm3/h，总耗气量约为310Nm3/h。
⑤下表面吹扫：安装在卷取机方向的出口固定导板台下方位置，705型喷嘴，总耗气量约为570Nm3/h。
综上，整个吹扫系统的改造总耗气量约为3056Nm3/h，吹扫压力为0.6-0.7MPa。吹扫喷嘴选用思万特的冷轧带钢用N973空气吹扫静音喷嘴。
3.3乳化液喷射系统
由于目前机架内安装防缠导板的空间非常小，主要是由于换辊轨道梁和辊缝冷却的乳化液喷射梁占据了防缠导板的主要位置，所以需要对现有入口、出口乳化液喷梁的安装位置和机架内乳化液管道需要进行改造和调整，为增装防缠板留出必要的空间。
3.4电控设计
在现场轧机操作面板上安装防缠导板控制系统，分别控制轧机入口和出口侧上下防缠导板的进出，按钮的输入信号输入到现场总线中（ET200），控制和驱动防缠导板的液压设备。防缠导板使用限位检测元件确认实际位置状况。
在轧制时如果机架出口的防缠导板在进入位置时，机架入口的防缠导板必须在退出位置，轧机入口侧的乳化液喷射，轧机出口侧的吹扫投入工作。轧机机架乳化液喷射选用分段控制方式。轧机机架吹扫控制选用两段控制，分为中段和边部吹扫。在一般正常轧制时机架的吹扫将全部打开，但是在轧制最小宽度带钢时，操作人员可以根据带钢的实际情况，将边部的带钢吹扫关闭。电气关于软件的修改，在原有PLC上进行修改和优化，不再新增PLC。
4结语
改造后，通过乳化液吹扫系统有效的工作可以达到各种规格的带钢表面基本无肉眼可见的乳化液液滴，基本消除带钢表面乳化液残留而导致的乳化液斑迹。防缠导板投入使用后，大大减少高速断带造成的带钢缠辊；同时防缠导板还可以在断带时有效地防护吹扫喷嘴和乳化液喷嘴等机架内重要装备，免受高速断带时带钢的冲击。
关键词：防缠导板；板面吹扫系统；乳化液喷射系统；电控设计
1概述
冷轧带钢在轧制过程中，乳化液作为轧制润滑和冷却的介质在轧钢过程中起着非常重要的作用。同时在轧制过程中乳化液能否从带钢板面充分吹扫干净对轧后板面质量影响非常大。目前冷轧生产线可逆轧机面临的最大问题就是轧后板面乳化液不能有效吹扫干净，造成乳化液斑迹缺陷（根据严重程度从褐色到黑色），俗称“油烧”斑迹。
乳化液斑迹实际上是乳化液在较高的温度下（一般80度以上）与板面发生化学反应的结果，乳化斑迹在脱脂段无法清洗掉。而且在罩式退火阶段，乳化液斑迹也很难被去除。所以目前乳化液斑迹是困扰冷轧生产线提高产品质量的一个重要缺陷，尤其是罩退投产后，对以生产退火板为主的工艺来说，板面乳化液斑迹缺陷将是制约产品质量提高的一大瓶颈。
2吹扫现状分析及存在问题
⑴吹扫系统无法将带钢表面的乳化液彻底吹净
目前的乳化液吹扫系统设计比较简单，由一对乳化液挡辊、空气吹扫梁以及安装在吹扫梁上的空气喷嘴组成。首先，由挡辊封住带钢从机架中带出的大部分乳化液，然后通过空气吹扫板面残留的部分乳化液。在实际生产中，乳化液一旦聚集在板面上，通过吹扫很难完全从板面上去除，只是在带钢表面沿吹扫方向将乳化液“摊平”：在钢板板面乳化液较多时候，不能有效去除板面的乳化液；而乳化液较少的时候，通过吹扫的作用在板面上会形成明显的吹扫斑纹。
⑵挡辊的封堵效果不佳
乳化液挡辊对于轧制较厚的产品时对乳化液的封堵效果较好，但当轧制薄规格产品时由于板型不易控制，当出现中浪、1/4浪或边浪时，挡辊不能充分贴住带钢表面，会有乳化液连续或不连续地从挡辊缝隙中带出而夹带到钢带板面，乳化液的封堵效果不佳。并且挡辊有时和高速运动的带钢不能同步旋转，划伤带钢表面造成表面缺陷。
⑶防缠导板故障率高无法正常投入使用
由于冷轧生产对辊面光洁度要求高，一旦出现划痕将直接影响到带材表面的光洁度，因此工作辊的更换比较频繁。换辊时需要将防缠导板移出，换辊结束后再将防缠导板移回。当出现带钢断带、跑偏、堆钢后极易造成防缠导板的脱落、漏油和变形，轻者造成机构的无法动作影响换辊，重者造成工作辊划伤，甚至无法穿带。由于该机构处于内部，检修人员无法进入，维修耗时长，严重影响生产效率。
3改造方案
轧机在生产过程中出现的斑迹主要是由于目前的带钢表面吹扫系统存在较大的设计缺陷引起，为了从根本上解决目前乳化液夹带造成的板面质量问题，需要对目前板面吹扫系统、乳化液喷射系统以及断带防缠与保护系统进行综合改造。
3.1防缠导板
在轧机工作辊出口侧轧制线的上方和下方分别安装防缠导板，其作用一是用于穿带时引导带头，二是断带时防止带钢缠住工作辊，三是保护乳化液喷射系统和空气吹扫系统的喷梁和喷嘴。其工作模式为：奇数道次轧制运行时，出口侧防缠导板与工作辊之间保持一定的距离，入口侧喷射梁进行乳化液冷却喷射，防缠板组进入机架防护位置并带动吹扫装置一并进入辊区工作。偶道次轧制运行时，防缠导板移出并保持一定的距离，为工作辊乳化液喷梁留出喷射空间，同时起到保护乳化液喷梁和喷嘴的作用。
防缠导板的移进和移出是通过液压控制来实现。防缠导板移出通过限位来检测，在移出的限位被激活后，表明防缠导板已退出，液压控制中断，电磁阀失电；防缠导板移进时的位置通过机械位置来调整，在防缠导板安装后根据实际最大辊径来确定导板移进的最大机械行程和位置，此时，液压控制并不中断，电磁阀始终保持移进方向的得电工作状态。轧机更换工作辊/中间辊/支承辊之前，防缠导板移出，使辊系进出时有必需的工作空间。
3.2板面吹扫系统
针对轧机吹扫的实际情况，对轧机吹扫系统进行全面改造，在机架内增设集防缠导板于一体的吹扫机构和抽吸装置，上防缠导板单侧布置二排吹扫装置、下防缠板采用抵近式抽吸装置设计，有效封闭来自于中间辊、支撑辊冷却带出的乳化液溅落到轧制后的带钢表面，如图1所示。
（1）上防缠导板
A.采用底部封闭式设计（目前的防缠导板由于机架内乳化液喷射系统的布局及换辊轨道的布置原因，底部设计成镂空的）。
B．上防缠导板的边沿增加乳化液收集导流槽，保证溅落到防缠导板上的乳化液顺导槽流到机架的两侧，而不流到带钢表面。
C．在防缠导板工作状态，防缠导板与工作辊之间留有一必要的间隙，为防止乳化液从该间隙落到板面上，在防缠导板上设计特殊的气刀，同时通过轧辊的旋转作用，在该间隙区域形成低压真空区，进一步隔离乳化液往板面滴落。
（2）第一排吹扫
在上防缠导板的上方安装第一排吹扫，吹扫工作辊和中间辊的辊缝区，利用吹扫的气流收集从所有辊身带出的乳化液，收集的乳化液被气流带到防缠导板的收集槽内，乳化液从收集槽流到机架的两侧，避免流到板面上。
（3）第二排吹扫
在上防缠导板的内下方安装第二排吹扫，主要干燥带钢表面，吹净带钢表面残余的乳化液。在带钢出辊缝区很短的距离内，乳化液在板面上还没有时间和空间形成条状时，迅速将板面的乳化液吹离板面，干燥带钢表面。第二排吹扫与上防缠导板同时动作，在断带等异常情况下，防缠导板起到保护吹嘴的作用。
（4）下防缠板
安装在板带下方，采用贴近的抽吸装置用于抽吸板带下表面的乳化液。抽吸装置采用小体积流量的压缩空气产生高速、大体积的低压气流。体外供给的压缩空气进入一个环形的气室，压缩空气被环形气缝节流后，沿抽吸环形腔的周围产生高速的气流，该高速气流引起一个压力差，从而带动周围大量的空气通过真空抽吸装置实现去和带钢下表面乳化液的作用。抽吸装置与下防缠导板同时动作，并贴近带钢下表面，在断带等异常情况下，防缠导板起到保护抽吸器的作用。
（5）上表面附加防溢吹扫系统
目前，在轧制换向阶段，积累在带钢上表面的乳化液非常容易卷到钢卷中，造成头尾比较严重的乳化液斑迹。为了有效消除换向过程中造成的夹带，在轧机的双侧增加防溢吹扫机构。
（6）气源及喷嘴选择
①出入口防溢吹扫喷梁:单侧采用复合双排形式，根据最大板面的宽度1500mm，单排布置15个209型喷嘴，双排三段合计30个，以每段双排10各喷嘴的布局耗气量约114Nm3/h，该喷梁耗气量约为342Nm3/h，则出入口喷梁耗气总量为684Nm3/h。
②出口辊缝区域吹扫：安装710型喷嘴双件组合，单件耗气量约为216Nm3/h，双件组合耗气量约为432Nm3/h。
③上防缠导板吹扫：上防缠导板上布置有上表面次边部吹扫、边部吹扫以及辊面气刀吹扫三部分。次边部吹扫安装710型喷嘴双件组合，耗气量约为432Nm3/h；安装在上板顶端贴近辊面的辊面气刀耗气量约为400Nm3/h；边部吹扫安装710型喷嘴双件组合，总耗气量约为432Nm3/h。
④空气抽吸器：安装在下板近前端贴近带钢下表面的空气抽吸器，共16套，单套耗气量约为19.3Nm3/h，总耗气量约为310Nm3/h。
⑤下表面吹扫：安装在卷取机方向的出口固定导板台下方位置，705型喷嘴，总耗气量约为570Nm3/h。
综上，整个吹扫系统的改造总耗气量约为3056Nm3/h，吹扫压力为0.6-0.7MPa。吹扫喷嘴选用思万特的冷轧带钢用N973空气吹扫静音喷嘴。
3.3乳化液喷射系统
由于目前机架内安装防缠导板的空间非常小，主要是由于换辊轨道梁和辊缝冷却的乳化液喷射梁占据了防缠导板的主要位置，所以需要对现有入口、出口乳化液喷梁的安装位置和机架内乳化液管道需要进行改造和调整，为增装防缠板留出必要的空间。
3.4电控设计
在现场轧机操作面板上安装防缠导板控制系统，分别控制轧机入口和出口侧上下防缠导板的进出，按钮的输入信号输入到现场总线中（ET200），控制和驱动防缠导板的液压设备。防缠导板使用限位检测元件确认实际位置状况。
在轧制时如果机架出口的防缠导板在进入位置时，机架入口的防缠导板必须在退出位置，轧机入口侧的乳化液喷射，轧机出口侧的吹扫投入工作。轧机机架乳化液喷射选用分段控制方式。轧机机架吹扫控制选用两段控制，分为中段和边部吹扫。在一般正常轧制时机架的吹扫将全部打开，但是在轧制最小宽度带钢时，操作人员可以根据带钢的实际情况，将边部的带钢吹扫关闭。电气关于软件的修改，在原有PLC上进行修改和优化，不再新增PLC。
4结语
改造后，通过乳化液吹扫系统有效的工作可以达到各种规格的带钢表面基本无肉眼可见的乳化液液滴，基本消除带钢表面乳化液残留而导致的乳化液斑迹。防缠导板投入使用后，大大减少高速断带造成的带钢缠辊；同时防缠导板还可以在断带时有效地防护吹扫喷嘴和乳化液喷嘴等机架内重要装备，免受高速断带时带钢的冲击。